Το κλειδί της ταχύτητας υπολογισμού της CPU

Σήμερα μαθαίνουμε για τη συχνότητα της CPU και τη σχέση μεταξύ της διαδικασίας παραγωγής και της απόδοσης.

Η CPU αποτελείται γενικά από τρία μέρη: μονάδα λογικής υπολογισμού, μονάδα ελέγχου και μονάδα αποθήκευσης.

Τι αντιπροσωπεύουν αυτές οι παράμετροι; Συνεχίστε να κοιτάτε προς τα κάτω:

Κύρια Συχνότητα

Η συχνότητα εσωτερικού ρολογιού της CPU είναι η συχνότητα με την οποία λειτουργεί η CPU κατά την εκτέλεση υπολογισμών. Σε γενικές γραμμές, όσο υψηλότερη είναι η κύρια συχνότητα, τόσο περισσότερες οδηγίες ολοκληρώνονται σε έναν κύκλο ρολογιού και τόσο πιο γρήγορα η CPU μπορεί να εκτελέσει υπολογισμούς. Ωστόσο, δεν έχουν όλες οι CPU με την ίδια συχνότητα ρολογιού την ίδια απόδοση λόγω διαφορετικών εσωτερικών δομών.

Εξωτερική Συχνότητα

Δηλαδή, ο δίαυλος συστήματος, η συχνότητα με την οποία η CPU μεταφέρει δεδομένα με περιφερειακές συσκευές, συγκεκριμένα την ταχύτητα διαύλου μεταξύ της CPU και του chipset.

Πολλαπλασιαστής

Αρχικά δεν υπήρχε η έννοια του πολλαπλασιαστή, η κύρια συχνότητα της CPU και η ταχύτητα του διαύλου συστήματος ήταν ίδιες, αλλά η ταχύτητα της CPU γίνεται όλο και πιο γρήγορη και η τεχνολογία πολλαπλασιαστή γεννήθηκε ως απόκριση. Επιτρέπει στον δίαυλο συστήματος να λειτουργεί σε σχετικά χαμηλή συχνότητα, ενώ η ταχύτητα της CPU μπορεί να αυξηθεί άπειρα πολλαπλασιάζοντας τη συχνότητα. Τότε ο υπολογισμός της κύριας συχνότητας της CPU γίνεται: κύρια συχνότητα = εξωτερική συχνότητα x συχνότητα πολλαπλασιαστή. Ο πολλαπλασιαστής είναι ο αριθμός των φορών της διαφοράς μεταξύ της CPU και του διαύλου συστήματος. όταν η εξωτερική συχνότητα είναι αμετάβλητη, αυξήστε τον πολλαπλασιαστή, τόσο μεγαλύτερη είναι η κύρια συχνότητα της CPU. η CPU της Intel με έκδοση K μπορεί να υπερχρονιστεί ρυθμίζοντας τον πολλαπλασιαστή και την τάση.

Κρύπτη

Οι πληροφορίες δεδομένων που επεξεργάζονται η CPU ανακτώνται ως επί το πλείστον από τη μνήμη, αλλά η ταχύτητα υπολογισμού της CPU είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή της μνήμης, και για το λόγο αυτό, τοποθετείται μια μνήμη σε αυτή τη διαδικασία μετάδοσης για να αποθηκεύει τα δεδομένα και τις οδηγίες συχνά χρησιμοποιείται από την CPU. Αυτό βελτιώνει την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Μπορεί να χωριστεί σε κρυφή μνήμη πρώτου επιπέδου και κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου.

Προσωρινή μνήμη πρώτου επιπέδου (Cache L1)

Αυτή είναι η προσωρινή μνήμη L1, η οποία είναι ενσωματωμένη στο εσωτερικό της CPU και χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων ενώ η CPU επεξεργάζεται τα δεδομένα. Δεδομένου ότι οι οδηγίες και τα δεδομένα της κρυφής μνήμης λειτουργούν με την ίδια συχνότητα με τη CPU, όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα της κρυφής μνήμης L1, τόσο περισσότερες πληροφορίες αποθηκεύονται, γεγονός που μπορεί να μειώσει τον αριθμό των ανταλλαγών δεδομένων μεταξύ της CPU και της μνήμης και να βελτιώσει την CPU υπολογιστική απόδοση Ωστόσο, επειδή η κρυφή μνήμη αποτελείται από στατική RAM, η δομή είναι πιο περίπλοκη, στην περιορισμένη περιοχή του τσιπ CPU, η χωρητικότητα της κρυφής μνήμης επιπέδου L1 δεν μπορεί να γίνει πολύ μεγάλη.

L2 Cache

Λόγω του περιορισμού της χωρητικότητας της κρυφής μνήμης επιπέδου L1, προκειμένου να αυξηθεί ξανά η ταχύτητα υπολογισμού της CPU, μια μνήμη υψηλής ταχύτητας, δηλαδή η κρυφή μνήμη L2, τοποθετείται εκτός της CPU. Η συχνότητα εργασίας είναι πιο ευέλικτη, μπορεί να είναι η ίδια συχνότητα με την CPU, μπορεί επίσης να είναι διαφορετική. Η CPU στην ανάγνωση δεδομένων, πρώτα στο L1 για να βρει, και μετά από το L2 για να βρει, και στη συνέχεια στη μνήμη, μετά την εξωτερική μνήμη. Επομένως, η επίδραση του L2 στο σύστημα δεν πρέπει να είναι αγνόησε.

L3 Cache

Η κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου είναι μια κρυφή μνήμη σχεδιασμένη για την ανάγνωση δεδομένων που δεν χτυπιέται μετά την κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου. Σε μια CPU με κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου, μόνο το 5% περίπου των δεδομένων χρειάζεται να καλείται από τη μνήμη, γεγονός που βελτιώνει περαιτέρω την απόδοση της CPU. Η αρχή λειτουργίας είναι η χρήση της ταχύτερης συσκευής αποθήκευσης για να διατηρείται ένα αντίγραφο των δεδομένων που διαβάζονται από την πιο αργή συσκευή αποθήκευσης και να δημιουργείται ένα αντίγραφο, όταν υπάρχει ανάγκη ανάγνωσης ή εγγραφής δεδομένων από το πιο αργό σώμα αποθήκευσης, η κρυφή μνήμη μπορεί να Η ενέργεια ανάγνωσης και εγγραφής ολοκληρώθηκε πρώτα στη γρήγορη συσκευή, γεγονός που θα κάνει την απόκριση του συστήματος πιο γρήγορη.

TDP

Η μέγιστη ισχύς που χρησιμοποιείται από μια CPU σε πλήρες φορτίο.

Διαδικασία Παραγωγής

Η διαδικασία κατασκευής της CPU αναφέρεται στο πλάτος της γραμμής σύνδεσης των εσωτερικών εξαρτημάτων στην παραγωγή της CPU στο υλικό πυριτίου, το οποίο συνήθως εκφράζεται σε μικρά στο παρελθόν, αλλά σήμερα τα περισσότερα από αυτά εκφράζονται σε νανόμετρα και τα μικρότερα Η τιμή είναι, όσο πιο προηγμένη είναι η διαδικασία κατασκευής, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα που μπορεί να επιτύχει η CPU και τόσο χαμηλότερη είναι η κατανάλωση ενέργειας και τόσο περισσότερα τρανζίστορ μπορούν να ενσωματωθούν. Επί του παρόντος, η διαδικασία κατασκευής της Intel είναι 14nm και η διαδικασία κατασκευής της AMD είναι 28nm.

Με απλά λόγια, τα ίδια προϊόντα πλατφόρμας, κύρια συχνότητα, κρυφή μνήμη, όσο μεγαλύτερα τόσο το καλύτερο.